第三章典型生產(chǎn)機械電氣控制電路分析第一節(jié)電氣控制電路的分析基礎(chǔ)第二節(jié)車床的電氣控制電路分析第三節(jié)X62W萬能銑床的電氣控制電路分析第四節(jié)T68型臥式鏜床的電氣控制電路分析第五節(jié)起重機械電氣控制電路分析

1.設(shè)備說明書

設(shè)備說明書由機械（包括液壓）與電氣兩部分組成。

(1)設(shè)備的構(gòu)造，主要技術(shù)指標(biāo)，機械、液壓氣動部分的工作原理及主要性能指標(biāo)、規(guī)格和運動要求等。

(2)電氣傳動方式，電機、執(zhí)行電器等數(shù)目、規(guī)格型號、安裝位置、用途及控制要求。

(3)設(shè)備的使用方法，各操作手柄、開關(guān)、旋鈕、指示裝置的布置以及在控制電路中的作用。第一節(jié)

電氣控制電路的分析基礎(chǔ)

一、電氣控制電路分析的內(nèi)容

(4)弄清楚與機械、液壓部分直接關(guān)聯(lián)的電器（行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器、傳感器等）的位置、工作狀態(tài)及與機械、液壓部分的關(guān)系，在控制中的作用等。

2.電氣控制原理圖

這是電路分析的主要內(nèi)容。電氣控制系統(tǒng)的原理圖有主電路、控制電路、指示照明電路、保護及聯(lián)鎖環(huán)節(jié)以及特殊控制電路等部分組成。

注意：我們在分析具體電路圖時，必須與閱讀其它技術(shù)資料結(jié)合起來。例如，各種電動機及執(zhí)行元件的控制方式、位置及作用，各種與機械有關(guān)的位置開關(guān)、主令電器的狀態(tài)等，只有通過閱讀說明書才能了解。

1.分析主電路電動機起動、轉(zhuǎn)向控制、調(diào)速、制動等基本控制環(huán)節(jié)。

2.分析控制電路將控制電路“化整為零”，按功能不同劃分成若干個局部控制電路來進行分析。

3.分析指示照明等輔助電路

二、電路圖閱讀分析的方法與步驟分析控制電路的最基本的方法是“查線讀圖”法。4.分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)5.分析特殊控制環(huán)節(jié)6.總體檢查第二節(jié)

車床的電氣控制線路分析

車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機床。在機械加工中廣泛使用，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同、分成普通車床、立式車床、六角車床、仿形車床等。車床主要用于車削外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋定型表面和回轉(zhuǎn)體的端面等，并可裝上鉆頭、絞刀等刀具進行孔加工。

一、車床的主要結(jié)構(gòu)及運動形式

普通車床主要結(jié)構(gòu)如圖，為了加工各種旋轉(zhuǎn)表面，車床必須具有切削運動和輔助運動。切削運動包括主運動和進給運動，除此之外的所有運動均稱為輔助運動。

主運動是主軸通過卡盤或頂尖帶動工件作旋轉(zhuǎn)運動，它消耗絕大部分能量。

進給運動是溜板帶動刀架的縱向和橫向的直線運動，其運動方式有手動和自動兩種。

輔助運動是指刀架的快速移動及工件的加緊與放松。

臥式車床的結(jié)構(gòu)1-床身；2-進給箱；3-掛輪箱；4-主軸箱；5-溜板箱；6-溜板及刀架；7-尾座；8-絲杠；9-光杠

二、臥式車床的電力拖動及控制要求

根據(jù)普通臥式車床加工的需要，其控制要求：

1.主軸轉(zhuǎn)速和進給速度可調(diào)，主軸轉(zhuǎn)速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)

2.主軸電動機的起動、停車應(yīng)能實現(xiàn)自動控制。

3.冷卻泵電動機

4.快速移動電動機

5.控制線路應(yīng)有必要的保護及照明等電路。

主軸啟動之后，再啟動采用機械抱閘

三、C620普通車床的電氣控制電路分析C620普通車床屬于小型車床。拖動要求如下：主電動機采用直接起動方式；

調(diào)速采用機械調(diào)速方式；

正反轉(zhuǎn)也采用機械方法來實現(xiàn)；主電動機需要制動，本機床采用機械制動方式。

主電路共有三臺電動機。M1為主電動機，帶動主軸旋轉(zhuǎn)和刀架移動；M2為冷卻泵電動機；M3為刀架快速移動電動機。

2.控制電路分析

工作原理：

1.主電路分析

合QS按下SB2KM1得電自鎖M1起動合上SA1KM2得電冷卻泵M2起動主軸電動機與冷卻泵電機起動：

根據(jù)它的電氣控制原理圖。

停車：按SB1KM1失電M1失電KM2失電M2停車

快速移動：點按SB3KM3得電M3得電帶動刀架快速移動移動到位松開SB3M3停車

3.輔助電路分析

照明和指示電路的電源由控制變壓器TC副邊輸出24V和6V電源供電。EL為機床的低壓照明燈，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2控制，HL為電源信號燈。

4.保護環(huán)節(jié)分析熱繼電器FR1和FR2分別對電動機M1、M2進行過載保護，由于M3為短時工作狀態(tài)，故未設(shè)過載保護，熔斷器FU分別對主電路、控制電路和輔助電路實行短路保護。

5.總體檢查看是否有遺漏。

四、C650普通車床的電氣控制線路分析

控制要求：主電動機采用直接起動方式。要求主電動機能夠正反轉(zhuǎn)，并可進行正反兩個方向的電氣停車制動。為加工調(diào)整方便，還應(yīng)具有點動控制功能。1.主電路分析

M1為主電動機，拖動主軸旋轉(zhuǎn)，并通過進給機構(gòu)以實現(xiàn)進給運動。

M2為冷卻泵電動機，提供冷卻液。

M3為快速移動電動機。通過電流互感器TA接入的電流表A用來監(jiān)視主電動機繞組的工作電流。2.控制電路分析（1）主電動機M1的點動控制若需要檢修或調(diào)整車床時，要求主電動機M1點動控制。工作原理：合QS點按SB2KM1得電M串R降壓起動松開SB2KM1失電M停車（2）主電動機M1的正、反轉(zhuǎn)控制線路正轉(zhuǎn)：合QS按下SB3KM3得電R短接KA得電KM1得電M全壓起動反轉(zhuǎn)過程讀者自行分析。

（3）主電動機M1的反接制動控制正向反接制動：電動機正轉(zhuǎn)時KS1（10-12）閉合按下SB1KM3斷開R串入主電路KM1失電KA失電KM2得電正向反接制動轉(zhuǎn)速〈100轉(zhuǎn)KS1（10-12）斷開KM2失電M停車電動機反向反接制動過程與正轉(zhuǎn)時的制動相似。（4）刀架的快速移動和冷卻泵控制M2為冷卻泵電動機，它的起動和停止通過按鈕SB6和SB5控制。轉(zhuǎn)動刀架手柄壓下SQKM5吸合M3得電刀架快速移動快速移動：冷卻泵控制：（5）監(jiān)視電路分析通過電流表來監(jiān)視主電動機繞組的正常工作電流。

（6）照明電路

照明燈采用36V的安全電壓供電，開關(guān)SA控制圖3-3

銑床是用銑刀進行銑削加工的機床。可以用來加工機械零件的平面、斜面、溝槽等型面，在裝上分度頭以后，可以加工直齒輪和螺旋面；裝上回轉(zhuǎn)圓工作臺，則可以加工凸輪和弧形槽等回轉(zhuǎn)體。按結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為立式銑床、臥式銑床、龍門銑床、仿型銑床以及各種專用銑床。第三節(jié)

X62W型臥式萬能銑床的電氣控制電路分析

X62W臥式萬能銑床的結(jié)構(gòu)

一、X62W型臥式萬能銑床主要結(jié)構(gòu)及運動形式

X62W臥式萬能銑床由床身、懸梁、刀桿支架、工作臺、溜板和升降臺等部件組成。

該銑床可以實現(xiàn)七個方向的運動：升降臺的上下移動，一般稱為垂直運動。溜板沿水平導(dǎo)軌作平行于主軸軸線方向的前后運動，一般稱橫向進給。工作臺沿回轉(zhuǎn)臺上的導(dǎo)軌作垂直于軸線方向的左右移動，一般稱為縱向移動?

傾斜方向進給，以加工螺旋槽。

X62W型銑床有三種運動，即主運動、進給運動和輔助運動。

主運動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動；

進給運動：加工過程中工作臺帶動工件在三個相互垂直方向上的直線運動；

輔助運動：工作臺在三個互相垂直方向上的快速直線運動，以及工作臺的旋轉(zhuǎn)運動。

二、X62W型臥式萬能銑床的電力拖動及控制要求

1．X62W型萬能銑床的主軸與工作臺各自采用單獨的籠型異步電動機拖動。

2．主軸電動機空載起動，采用直接起動。為完成順銑和逆銑，要求有正反轉(zhuǎn)。

3．主軸電動機有停車制動控制。

4．工作臺的縱向、橫向和垂直三個方向的進給運動由同一臺進給電動機拖動，三個方向的選擇由操縱手柄改變傳動鏈來實現(xiàn)，同一時間只允許工作臺向一個方向移動，故三個方向的運動之間應(yīng)有完善的聯(lián)鎖保護。

5．X62W型萬能銑床通過吸合一個快速電磁鐵的方法來改變傳動鏈的傳動比從而實現(xiàn)快速移動。

6．要求圓工作臺旋轉(zhuǎn)運動與工作臺的上下、左右、前后三個方向的直線運動之間有聯(lián)鎖保護控制。

7．X62W型銑床采用機械方式變速。要求主軸或進給變速時電動機進行沖動（短時轉(zhuǎn)動）控制。

8．主軸旋轉(zhuǎn)與工作臺進給之間應(yīng)有起停順序聯(lián)鎖控制，

9．冷卻泵由一臺電動機拖動，供給銑削時的冷卻液。

10．為操作方便，機床的起、停要求兩處控制。

三、X62W型臥式萬能銑床控制電路分析

X62W型萬能銑床電氣控制電路見下頁。（一）主電路分析萬能銑床主電路共有三臺電動機，其中M1為主軸拖動電動機，M2為工作臺進給拖動電動機，M3為冷卻泵電動機。

1．控制電路電源

由控制變壓器TC的110V副邊供給。（二）控制電路分析

X62W型萬能銑床電氣控制電路2．主軸電動機M1的控制（1）主軸電動機M1的起動SQ7處于不受力SA4扳到主軸所需要的旋轉(zhuǎn)方向起動前準(zhǔn)備起動：合上QS按下SB3（或SB4）KM1得電自鎖M1直接起動n>120r/minKS1（或KS2）動作

為M1的停車制動作好準(zhǔn)備圖3-5

主軸變速時的沖動控制，是利用變速手柄、SQ7行程開關(guān)和變速數(shù)字盤的機電聯(lián)合控制實現(xiàn)的。既可以停車變速，又可以運行時變速。

（2）主軸電動機M1的停車制動按下SB1（或SB2）KM1斷電M1串電阻反接制動n〈120r/minKS1（或KS2）斷開KM2得電自鎖M1停車停車：（3）主軸變速時的沖動控制當(dāng)需要對主軸變速時，操作過程是：變速手柄拉出SQ7受力KM2得電M1反接制動主軸速度降低轉(zhuǎn)動變速盤快速將變速手柄復(fù)位SQ7復(fù)位KM2失電M1停車

總之，主軸變速沖動過程就是SQ7行程開關(guān)短時受壓又恢復(fù)原狀、主軸短時低速運轉(zhuǎn)，與機械變速嚴(yán)密配合的過程。當(dāng)主軸重新起動后，就會按新的轉(zhuǎn)速運行。3．工作臺進給電動機M2的控制

轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1是用來控制圓工作臺接通與停止的主令電器，當(dāng)圓工作臺使用或停用時SA1的狀態(tài)

如表3-1所示（“+”表示觸頭接通，“-”表示觸頭斷開）。

表3-1圓工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)工作狀態(tài)

位置觸點接通圓工作臺斷開圓工作臺SA11－+SA12+－SA13－+

注意：萬能銑床要求在主軸電動機起動后，才能起動進給電動機。所以電路原理圖設(shè)計為主軸電動機M1的控制接觸器KM1動作后，由其輔助常開觸頭（從12號線）把工作臺進給運動控制電路的電源接通，即KM1得電，工作臺才能運動。

由工作臺縱向操縱手柄來控制。手柄有三個位置：向右、向左、中間。工作臺縱向操縱手柄在不同位置會壓到SQ1、SQ2兩個行程開關(guān)，這些行程開關(guān)的工作狀態(tài)見表3-2。（1）工作臺左右（縱向）運動的控制：表3-2工作臺縱向行程開關(guān)工作狀態(tài)向左中間（停）向右SQ11--+SQ12++-SQ21+--SQ22-++縱向操縱手柄觸點

工作臺移動的前提條件是“主軸已啟動”，即12號線得電。

向右移動：

向左移動：手柄扳到右壓下SQ1KM3得電M2正轉(zhuǎn)拖動工作臺向右移動手柄扳到左壓下SQ2KM4得電M2反轉(zhuǎn)拖動工作臺向左移動

（2）工作臺的上下（升降）和前后（橫向）運動的控制：工作臺的上下運動和前后運動由十字復(fù)式操縱手柄來控制。此手柄有五個位置，即上、下、前、后和中間位置。工作臺橫向、升降行程開關(guān)工作狀態(tài)見下表3-3。表3-3工作臺升降、橫向行程開關(guān)工作狀態(tài)向前向下中間（停）向后向上SQ31+--SQ32-++SQ41--+SQ42++-升降及橫向操縱手柄

觸點

向上運動：主軸起動后十字手柄扳至“向上”位置壓下SQ4KM4得電M2反轉(zhuǎn)工作臺向上運動向下運動：主軸起動后十字手柄扳至“向下”位置壓下SQ3KM3得電M2正轉(zhuǎn)工作臺向下運動

注意：對電路分析來說，工作臺的“向前”與“向下”運動使用的是同一個電流通路；而“向后”與“向上”運動在控制電路上也沒有區(qū)別。與十字手柄聯(lián)動的機械機構(gòu)會相應(yīng)切換垂直運動和橫向運動傳動鏈，區(qū)分兩種不同的運動。

（3）工作臺進給運動時的變速沖動控制：

工作臺在以上六個方向的運動均可以實現(xiàn)多個速度的運行。其變速過程與主軸變速過程相類似。變速必須在進給電動機停止時進行。

（4）工作臺的快速移動控制：在縱向、橫向和垂直六個方向上工作臺均可以快速移動，快速移動是由快速移動電磁鐵YA控制的。

（5）工作臺各運動方向的聯(lián)鎖：

由于工作臺在同一時間內(nèi)，只允許向一個方向運動，這種連鎖是利用機械和電氣的方法來實現(xiàn)的。例如工作臺向左、向右控制，是同一手柄操作的，手柄本身起到左右運動的機械聯(lián)鎖作用。而工作臺的縱向與橫向、升降運動的聯(lián)鎖，則是利用電氣方法來實現(xiàn)的。

其旋轉(zhuǎn)速度也可通過蘑菇狀變速手輪進行調(diào)節(jié)。（6）圓工作臺控制：工作臺縱向及十字操作手柄都應(yīng)置于中間位置?。。A1扳到“接通圓工作臺”位置按下SB3或SB4M1起動圓工作臺單向運轉(zhuǎn)電流路徑為：12→SQ62→SQ42→SQ32→SQ12→SQ22→SA12→KM3線圈→KM4常閉觸頭→20

4．冷卻泵電動機M3的控制

將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2合上，接觸器KM6線圈得電吸合，冷卻泵電動機M3起動，通過機械機構(gòu)將冷卻液輸送到機床切削部分。

5．照明電路

機床照明電路由變壓器TC供給36V安全電壓，并由開關(guān)SA3控制。

6．保護環(huán)節(jié)

由FU1、FU2實現(xiàn)主電路的短路保護，F(xiàn)U3作為照明電路的短路保護，F(xiàn)U4實現(xiàn)控制電路的短路保護。1．電氣控制電路與機械配合相當(dāng)密切，因此分析中要詳細了解機械機構(gòu)與電氣控制的關(guān)系。

2．運動速度的調(diào)整主要是通過機械方法，因此簡化了電氣控制系統(tǒng)中的調(diào)速控制電路，但機械結(jié)構(gòu)就相對比較復(fù)雜。

3．控制電路中設(shè)置了變速沖動控制，從而使變速順利進行。

4．采用兩地控制，操作方便。

5．具有完整的電氣聯(lián)鎖，并具有短路、零壓、過載及行程限位保護環(huán)節(jié)，工作可靠。

四、X62W臥式萬能銑床電氣控制電路的特點第四節(jié)T68型臥式鏜床的電氣控制線路分析

一、臥式鏜床的主要結(jié)構(gòu)及運動情況

由結(jié)構(gòu)，臥式鏜床的運動大致有三種：

主運動：鏜軸的旋轉(zhuǎn)運動與花盤的旋轉(zhuǎn)運動；

進給運動：鏜軸的軸向進給，花盤刀具沿溜板的徑向進給，鏜頭架的垂直進給，工作臺的橫向進給與縱向進給；

輔助運動：工作臺的回旋，后立柱的縱向移動、尾架的垂直移動及各部分的快速移動。

二、臥式鏜床電力拖動及控制要求

T68型臥式鏜床控制要求如下：

1．T68型臥式鏜床采用機電聯(lián)合調(diào)速。

2．進給運動要求主電動機能正反轉(zhuǎn)。

3．為機床調(diào)整方便，主軸能作正反向低速點動。

4．為使主軸迅速準(zhǔn)確停車，主軸電動機應(yīng)具有制動措施，本機床采用電磁鐵帶動的機械制動裝置。

5．為縮短時間，各工作進給應(yīng)能快速移動，由另一臺快速移動電動機拖動。

6．由于鏜床運動部件較多，應(yīng)設(shè)置必要的聯(lián)鎖和保護，并使操作盡量集中。

三、T68型臥式鏜床的電氣控制電路分析

T68型臥式鏜床電氣控制電路見下頁。

1．主電路分析

T68型臥式鏜床有兩臺電動機，M1為主電動機，M2為快速移動電動機。其中M1為一臺4/2極的雙速電動機。

2.控制電路分析合上QS后，變壓器TC向控制電路供電，控制電路主要用于實現(xiàn)主軸電動機正反轉(zhuǎn)控制、點動控制、制動控制及轉(zhuǎn)速控制，實現(xiàn)快速移動電動機的點動控制。

反向點動過程相同，請自行分析。(1)主軸電動機的點動控制變速手柄置于低速位置，此時SQ1不受力。按下SB4KM1得電KM3線圈得電YB也得電M1接成三角形低速正向起動松開SB4KM1K3線圈斷電YBM1停車（2）主軸電動機的起動控制1）低速起動控制變速手柄置于低速SQ1不受力按下SB3KM1得電自鎖KM3、YB得電M1接成三角形低速正向起動反向連續(xù)運行個過程類似。2）高速起動控制變速手柄位于高速位置SQ1動作按下SB3KM1得電自鎖KM3YB得電KT線圈得電M1低速正轉(zhuǎn)起動計時時間到KM3失電KM4KM5得電自鎖M1接成雙星型正向高速運行圖3-7T68型臥式鏜床采用電磁操作的機械制動裝置，主電路中的YB為制動電磁鐵的線圈，無論M1正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，YB線圈均通電吸合，松開電動機軸上的制動輪，電動機自由起動。當(dāng)按下停止按鈕SB1時，KM1、KM3、YB線圈均斷電，在強力彈簧的作用下，將制動帶緊箍在制動輪上，電動機迅速停車。

（3）主軸電動機的停車和制動控制（4）主軸變速和進給變速控制主軸變速和進給變速可以在電動機M1運行時進行。主軸變速手柄拉出SQ2動作M1停車主軸速度選擇好手柄復(fù)位SQ2復(fù)位M1自動低速起動運行進給變速過程與上相似。（5）鏜頭架、工作臺快速移動的控制

由快速電動機M2經(jīng)傳動機構(gòu)拖動鏜頭架和工作臺作各種快速移動。扳動快速操作手柄SQ6或SQ7動作KM6或KM7得電M2快速正轉(zhuǎn)或快速反轉(zhuǎn)

控制變壓器的一組副邊繞組向照明電路提供36V安全電壓。照明燈EL由開關(guān)SA1控制。熔斷器FU3作照明電路的短路保護，F(xiàn)U4用作指示電路的短路保護。3.照明電路4.機床的聯(lián)鎖和保護T68臥式鏜床工作臺或主軸箱在自動進給時，設(shè)置了兩個行程開關(guān)SQ3和SQ4，以實現(xiàn)聯(lián)鎖保護。

1.主軸與進給電動機M1為雙速電機。

2.電動機M1能可逆運行，并可正反向點動及制動。

3.主軸和進給變速均可在運行中進行。只要進行變速，M1電動機就停止，變速完成后，可自動低速起動，使變速過程順利進行。

4.主軸箱及工作臺與主軸以單獨的電動機M2拖動其快速移動。它們之間的進給有機械和電氣聯(lián)瑣保護。

四、T68臥式萬能鏜床電氣控制電路的特點第五節(jié)起重機械電氣控制線路分析

一、起重機械概述1用途和分類

按其結(jié)構(gòu)可分按起吊的重量可分橋式起重機門式起重機塔式起重機旋轉(zhuǎn)起重機纜索起重機小型為5～10t中型10～50t重型50t以上

2.橋式起重機的結(jié)構(gòu)及運動情況

1駕駛室2輔助滑線架

3交流磁力控制盤

4電阻箱

5起重小車6大車拖動電動機7端梁

8主滑線

9主梁

橋式起重機由橋架，裝有提升機構(gòu)的小車、大車運行機構(gòu)及操縱室等幾部分組成。（1）橋架：由主梁9、端梁走臺7等幾部分組成。主梁跨架在車間上空，其兩端連有端梁，主梁外側(cè)裝有走臺并設(shè)有安全欄桿。橋架的一頭裝有大車移行機構(gòu)6、電氣箱3、起吊機構(gòu)和小車運行軌道以及輔助滑線架。橋架的一頭裝有駕駛室，另一頭裝有引入電源的主滑線。（2）大車移行機構(gòu)：大車移行機構(gòu)是由驅(qū)動電動機、制動器、傳動軸（減速器）和車輪等幾部分組成。其驅(qū)動方式有集中驅(qū)動和分別驅(qū)動兩種。整個起重機在大車移動機構(gòu)驅(qū)動下，可沿車間長度方向前后移動。（3）小車運行機構(gòu)：由小車架、小車移行機構(gòu)和提升機構(gòu)組成。小車架由鋼板焊成，其上裝有小車移行機構(gòu)、提升機構(gòu)、欄桿及提升限位開關(guān)。小車可沿橋架主梁上的軌道左右移行。在小車運動方向的兩端裝有緩沖器和限位開關(guān)；運動形式:大車拖動電動機驅(qū)動的前后運動，小車拖動電動機驅(qū)動的左右運動以及由提升電動機驅(qū)動的重物升降運動三種形式，每種運動都要求有極限位置保護。

3．橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求：通常起重機械的工作條件通常十分惡劣，而且工作環(huán)境變化大，大都是在粉塵大、高溫、高濕度或室外露天場所等環(huán)境中使用。其工作負(fù)載屬于重復(fù)短時工作制。由于起重機的工作性質(zhì)是間歇的（時開時停，有時輕載，有時重載），要求電動機經(jīng)常處于頻繁起動、制動、反向工作狀態(tài)，同時能承受較大的機械沖擊，并有一定的調(diào)速要求。為此，專門設(shè)計了起重用電動機，它分為交流和直流兩大類，交流起重用異步電動機有繞線和籠型兩種，一般在中小型起重機上用交流異步電動機，直流電動機一般用在大型起重機上。為了提高起重機的生產(chǎn)率及可靠性，對其電力拖動和自動控制等方面都提出了很高要求：（1）空鉤能快速升降，以減少上升和下降時間，輕載的提升速度應(yīng)大于額定負(fù)載的提升速度。（2）具有一定的調(diào)速范圍，對于普通起重機調(diào)速范圍一般為3：1，而要求高的地方則要求達到5：1～10：1。（3）在開始提升或重物接近預(yù)定位置附近時，都需要低速運行。因此應(yīng)將速度分為幾檔，以便靈活操作。

（4）提升第一檔的作用是為了消除傳動間隙，使鋼絲繩張緊，為避免過大的機械沖擊，這一檔的電動機的起動轉(zhuǎn)矩不能過大，一般限制在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下。（5）在負(fù)載下降時，根據(jù)重物的大小，拖動電動機的轉(zhuǎn)矩可以是電動轉(zhuǎn)矩，也可以是制動轉(zhuǎn)矩，兩者之間的轉(zhuǎn)換是自動進行的。（6）為確保安全，要采用電氣與機械雙重制動，既減小機械抱閘的磨損，又可防止突然斷電而使重物自由下落造成設(shè)備和人身事故。（7）要有完備的電氣保護與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。由于起重機使用很廣泛，控制設(shè)備已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)拖動電動機容量的大小，常用的控制方式有兩種：一種是采用凸輪控制器直接去控制電動機的起停、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動。這種控制方式由于受到控制器觸點容量的限制，故只適用于小容量起重電動機的控制。另一種是采用主令控制器與磁力控制屏配合的控制方式，適用于容量較大，調(diào)速要求較高的起重電動機和工作十分繁重的起重機。對于15t以上的橋式起重機，一般同時采用兩種控制方式，主提升機構(gòu)采用主令控制器配合控制屏控制的方式，而大車小車移動機構(gòu)和副提升機構(gòu)則采用凸輪控制器控制方式。

二.凸輪控制器控制線路分析

接觸器KM控制電動機起動和停止?？刂破鞯牟煌刂莆恢?轉(zhuǎn)子各相電路接入不同的電阻，實現(xiàn)一定范圍的調(diào)速。

凸輪控制器控制電動機的機械特性

（1）主電路分析

QS為電源開關(guān)，KI為過電流繼電器，用于過載保護，YA為三相電磁制動抱閘的電磁鐵，YA斷電時，在強力彈簧作用下制動器抱閘緊緊抱住電動機轉(zhuǎn)軸進行制動，YA通電時，電磁鐵吸動抱閘使之松開。三相電動機有接觸器KM進行起動和停止控制，電動機轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)了幾段三相不對稱電阻。在控制器的不同控制位置，凸輪控制器控制轉(zhuǎn)子各相電路接入不同的電阻，以得到不同的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)一定范圍的調(diào)速。在電動機定子回路中，三相電源進線中的有一相直接引入，其它兩相經(jīng)凸輪控制器控制，當(dāng)控制器手柄位于左邊1～5檔與位于右邊1～5檔的區(qū)別是兩相電源互換，實現(xiàn)電動機的電源的相序的改變，達到正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制目的。電磁制動器YA與電動機同時得電或失電，從而實現(xiàn)停電制動。凸輪控制器操作手柄使電動機的定子和轉(zhuǎn)子電路同時處在左邊或右邊對應(yīng)各檔控制位置。左右兩邊1～5檔轉(zhuǎn)子回路接線完全一樣。當(dāng)操作手柄處于第一檔時，各對觸點都不接通，轉(zhuǎn)子電路電阻全部接入，電動機轉(zhuǎn)速最低。而處在第五檔時，五對觸點全部接通，轉(zhuǎn)子電路電阻全部短接，電動機轉(zhuǎn)速最高。

（2）控制電路分析

凸輪控制器的另外三對觸點串接在接觸器KM的控制回路中，當(dāng)操作手柄處于零位時，觸點1-2、3-4、4-5接通，此時若按下SB則接觸器得電吸合并自鎖，電源接通，電動機的運行狀態(tài)由凸輪控制器控制。（3）保護聯(lián)鎖環(huán)節(jié)分析

本控制線路有過電流、失壓、短路、安全門、極限位置及緊急操作等保護環(huán)節(jié)。其中主電路的過電流保護由串接在主電路中的過電流繼電器KI來實現(xiàn)，其控制觸點串接在接觸器KM的控制回路中，一旦發(fā)生過電流，KI動作，KM釋放而切斷控制回路電源，起重機便停止工作。由接觸器KM線圈和0位觸點串聯(lián)來實現(xiàn)失壓保護。操作中一旦斷電，接觸器釋放，必須將操作手柄扳回零位，并重新按起動按鈕方能工作。控制電路的短路保護是由FU實現(xiàn)的，串聯(lián)在控制電路中的SA1、SQ1、SQ2及SQ3分別是緊急操作、安全門開關(guān)及提升機構(gòu)上極限位置與下極限位置保護行程開關(guān)。

三.主令控制器控制線路分析KM0、KM1分別實現(xiàn)提升電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8實現(xiàn)轉(zhuǎn)子電路串入不同的電阻，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

1．主電路分析

LK1-12／90型主令控制器共有12對觸點，提升、下降各有六個控制位置。通過12對觸點的閉合與分?jǐn)嘟M合去控制定子電路與轉(zhuǎn)子回路的接觸器，決定電動機的工作狀態(tài)（轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)短、轉(zhuǎn)速等），使主鉤上升、下降，高速及低速運行。

KM0與KM1為吊鉤電動機正反轉(zhuǎn)控制接觸器（控制吊鉤升降），YA為三相制動電磁鐵，KI1為過電流保護繼電器，電動機轉(zhuǎn)子電路中共有七段對稱連接的電阻，其中前兩段為反接制動電阻，由接觸器KM3、KM4控制，后四段為起動加速調(diào)速電阻，分別由接觸器KM5～KM8控制,當(dāng)KM3～KM8依次閉合時，電動機的轉(zhuǎn)子回路中所串入的電阻依次減小。

與主令控制器的各控制位置相對應(yīng)的電動機的機械特性如右圖。

2．控制電路分析

1）正轉(zhuǎn)提升控制先合上QS1、QS2，主電路、控制電路上電，當(dāng)主令控制器操作手柄置于0位時，SA－1閉合，使電壓繼電器KV吸合并自鎖，控制線路便處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。當(dāng)控制手柄處于工作位置時，雖然SA－1斷開，但不影響KV的吸合狀態(tài)。正轉(zhuǎn)提升有六個控制位置，當(dāng)主令控制器操作手柄轉(zhuǎn)到上升第1位時，SA－3、SA－4、SA－6、SA－7閉合，接觸器KM0，、KM2、KM3得電吸合，電動機接上正轉(zhuǎn)電源，制動電磁鐵同時通電，松開電磁抱閘，由于轉(zhuǎn)子電路中KM3的觸點短接一段電阻，所以電動機是工作在第一象限特性曲線1上，對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩較小，一般吊不起重物，只作張緊鋼絲繩和消除齒輪間隙的預(yù)備起動級。當(dāng)控制手柄依次轉(zhuǎn)到上升第2、3、4、5、6位時，控制器觸點SA－8～SA－12相繼閉合，依次使KM4、KM5、KM6、KM7、KM8通電吸合，對應(yīng)的轉(zhuǎn)子電路逐漸短接各段電阻，電動機的工作點從第2條特性向第3、第4、第5并最終向第6條特性過渡，提升速度逐漸增加，可獲得五種提升速度。

2）下降操作控制

下降控制也有六個位置，根據(jù)吊鉤上負(fù)載的大小和控制要求，分三種情況。（1）C位（第一檔）用于重物穩(wěn)定停于空中或在空中作平移運動。由圖可知，此時主令控制器的SA－3、SA－6、SA－7、SA－8閉合，使KM0、KM3、KM4通電吸合，電動機定于正向通電，轉(zhuǎn)子短接兩段電阻，產(chǎn)生一個提升轉(zhuǎn)矩。而此時KM2未通電，因此電磁抱閘對電動機起制動作用，此時電磁抱閘制動力矩加上電動機產(chǎn)生的提升轉(zhuǎn)矩與吊鉤上重物力矩相平衡，使重物能安全停留在空中。該操作檔的另一個作用是在下放重物時，控制手柄由下降任一位置扳回零位時，都要經(jīng)過第一檔，這時既有電動機的倒拉反接制動，又有電磁抱閘的機械制動，在兩者共同作用下，可以防止重物的溜鉤，以實現(xiàn)準(zhǔn)確停車。下降C位電動機轉(zhuǎn)子電阻與提升第2位相同，所以該檔機械特性為上升特性2及在第四象限的延伸。

（2）下降第1、2位用于重物低速下降。操作手柄在下降第1、2位，SA－4閉合，KM2和YA通電，制動器松開，SA－8、SA－7相繼斷開，KM4、KM3相繼斷電釋放，電動機轉(zhuǎn)子電阻逐漸加入，使電動機產(chǎn)生的制動力矩減小，進而使電動機工作在不同速度的倒拉反接制動狀態(tài)。獲得兩級重載下降速度，其機械特性如第四象限的1、2兩條特性所示。必須注意，只有在重物下降時，為獲得低速才能用這兩檔，倘若空鉤或下放輕物時操作手柄置于第1、2位，非但不能下降，而且由于電動機產(chǎn)生的提升轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，還會上升。（3）下降第3、4、5位為強力下降。當(dāng)操作手柄在下降第3、4、5位置時，KM1及KM2得電吸合，電動機定子反向通電，同時電磁抱閘松開，電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與吊鉤負(fù)載力矩方向一致，強迫推動吊鉤下降，故稱為強力下降，適用于空鉤或輕物下降，因為提升機構(gòu)存在一定摩擦阻力，空鉤或輕載時的負(fù)載力矩不足以克服摩擦轉(zhuǎn)矩自動下降。從第3位到第5位，轉(zhuǎn)子電阻依次切除，可以獲得三種強力下降速度，電動機的工作特性，對應(yīng)于第三象限的3、4、5三條特性曲線。

3．控制電路的保護環(huán)節(jié)由于起重機控制是一種遠距離控制，很可能發(fā)生判斷失誤。例如實際上是一個重物下降，而司機估計不足，以為是輕物，而將操作手柄扳到下降第5位，以高速下放重物是危險的。為此，在控制電路中，采用KM1和KM8常開觸點串聯(lián)使KM8通電后自鎖，轉(zhuǎn)換中經(jīng)4、3位時，KM8保持吸合，電動機始終運行在下降特性5上，由d點經(jīng)e點平穩(wěn)過渡到f點，最后穩(wěn)定在低速下降狀態(tài)，避免超高速下降出現(xiàn)危險。在下降第3位轉(zhuǎn)到第2位時，SA－5斷開，SA－6接通，KM1斷電，KM0通電吸合，電動機由電動狀態(tài)進入反接制動狀態(tài)。為了避免反接時的沖擊電流和保證正確進入第2位的反接特性，采用KM8常閉觸點和KM0常開觸點并聯(lián)的聯(lián)鎖觸點，以保證在KM8常閉觸點復(fù)位后，KM0才能吸合并自鎖。防止由于KM8主觸點因電流過大而燒結(jié)，使轉(zhuǎn)子短路。控制電路中采用了KM0、KM1、KM2常開觸點并聯(lián)，是為了在下降第2位、第3位轉(zhuǎn)換過程中，避免高速下降瞬間機械制動引起強烈震動而損壞設(shè)備和發(fā)生人身事故。其它控制保護敘述從略。該線路還具有零位保護、零壓保護、過電流保護及上限位置保護的作用。第四章電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容第二節(jié)電氣原理電路設(shè)計的方法與步驟第三節(jié)

電控線路設(shè)計的主要參數(shù)計算和元器件選擇第四節(jié)電氣控制裝置的工藝設(shè)計

生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，包含兩個基本內(nèi)容：一個是原理設(shè)計，即要滿足生產(chǎn)機械和工藝的各種控制要求，另一個是工藝設(shè)計，即要滿足電氣控制裝置本身的制造、使用和維修的需要。原理設(shè)計決定著生產(chǎn)機械設(shè)備的合理性與先進性，工藝設(shè)計決定電氣控制系統(tǒng)是否具有生產(chǎn)可行性、經(jīng)濟性、美觀、使用維修方便等特點，所以電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要全面考慮兩方面的內(nèi)容。在熟練掌握典型環(huán)節(jié)控制電路、具有對一般電氣控制電路分析能力之后，設(shè)計者應(yīng)能舉一反三，對受控生產(chǎn)機械進行電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計并提供一套完整的技術(shù)資料。本章討論電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計過程和具有共性的設(shè)計問題。第四章電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計

一、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的一般原則

1．最大限度地滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)主要來源于生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝的要求。

2．設(shè)計方案要合理。在滿足控制要求的前提下，設(shè)計方案應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟、便于操作和維修，不要盲目追求高指標(biāo)和自動化。

3．機械設(shè)計與電氣設(shè)計應(yīng)相互配合。許多生產(chǎn)機械采用機電結(jié)合控制的方式來實現(xiàn)控制要求，因此要從工藝要求、制造成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用維護方便等方面協(xié)調(diào)處理好機械和電氣的關(guān)系。

4．確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地工作。

第一節(jié)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)是根據(jù)控制要求設(shè)計、編制出設(shè)備制造和使用維修過程中所必須的圖紙、資料等。圖紙包括電氣原理圖、電氣系統(tǒng)的組件劃分圖、元器件布置圖、安裝接線圖、電氣箱圖、控制面板圖、電器元件安裝底板圖和非標(biāo)準(zhǔn)件加工圖等，另外還要編制外購件目錄、單臺材料消耗清單、設(shè)備說明書等文字資料。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容主要包含原理設(shè)計與工藝設(shè)計兩個部分：

1、原理設(shè)計內(nèi)容（l）擬訂電氣設(shè)計任務(wù)書。（2）確定電力拖動方案，選擇電動機。（3）設(shè)計電氣控制原理圖，計算主要技術(shù)參數(shù)。（4）選擇電器元件，制訂元器件明細表。（5）編寫設(shè)計說明書。

2、工藝設(shè)計內(nèi)容（l）設(shè)計電氣總布置圖、總安裝圖與總接線圖。（2）設(shè)計組件布置圖、安裝圖和接線圖。（3）設(shè)計電氣箱、操作臺及非標(biāo)準(zhǔn)元件。（4）列出元件清單。（5）編寫使用維護說明書。二、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)、內(nèi)容

1、擬訂設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書是整個電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)，又是設(shè)備竣工驗收的依據(jù)。由技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)部門、設(shè)備使用部門和任務(wù)設(shè)計部門等共同完成。電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)書中，主要包括以下內(nèi)容：

（1）設(shè)備名稱、用途、基本結(jié)構(gòu)、動作要求及工藝過程介紹。（2）電力拖動的方式及控制要求等。（3）聯(lián)鎖、保護要求。（4）自動化程度、穩(wěn)定性及抗干擾要求。（5）操作臺、照明、信號指示、報警方式等要求。（6）設(shè)備驗收標(biāo)準(zhǔn)。（7）其它要求。

2、確定電力拖動方案電力拖動方案選擇是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容之一，也是以后各部分設(shè)計內(nèi)容的基礎(chǔ)和先決條件。

三、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟

主要從幾個方面考慮電力拖動方案：（1）拖動方式的選擇：電力拖動方式，獨立拖動？集中拖動？（2）調(diào)速方案的選擇：大型、重型設(shè)備的主運動和進給運動，應(yīng)盡可能采用無級調(diào)速，有利于簡化機械結(jié)構(gòu)、降低成本；精密機械設(shè)備為保證加工精度也應(yīng)采用無級調(diào)速；對于一般中小型設(shè)備，在沒有特殊要求時，可選用經(jīng)濟、簡單、可靠的三相籠型異步電動機。（3）電動機調(diào)速性質(zhì)要與負(fù)載特性適應(yīng)恒功率負(fù)載？恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載？在選擇電動機調(diào)速方案時，要使電動機的調(diào)速特性與生產(chǎn)機械的負(fù)載特性相適應(yīng)，使電動機得到充分合理應(yīng)用。

3、拖動電動機的選擇基本原則（1）根據(jù)生產(chǎn)機械調(diào)速的要求選擇電動機的種類。（2）工作過程中電動機容量要得到充分利用。（3）根據(jù)工作環(huán)境選擇電動機的結(jié)構(gòu)型式。

4、選擇控制方式控制方式要實現(xiàn)拖動方案的控制要求。隨著現(xiàn)代電氣技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)機械電力拖動的控制方式從傳統(tǒng)的繼電接觸器控制向PLC控制、CNC控制、計算機網(wǎng)絡(luò)控制等方面發(fā)展，控制方式越來越多。控制方式的選擇應(yīng)在經(jīng)濟、安全的前提下，最大限度地滿足工藝的要求。

5、設(shè)計電氣控制原理圖，并合理選用元器件，編制元器件明細表。

6、設(shè)計電氣設(shè)備的各種施工圖紙。

7、編寫設(shè)計說明書和使用說明書。

一、電氣控制原理電路的基本設(shè)計方法電氣控制原理電路設(shè)計的方法有分析設(shè)計法和邏輯設(shè)計法。

1、分析設(shè)計法分析設(shè)計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當(dāng)?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)（單元電路）或?qū)⒈容^成熟的電路按其聯(lián)鎖條件組合起來，并經(jīng)補充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整線路。當(dāng)沒有現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)時，可根據(jù)控制要求邊分析邊設(shè)計。

優(yōu)點是設(shè)計方法簡單，無固定的設(shè)計程序，它是在熟練掌握各種電氣控制電路的基本環(huán)節(jié)和具備一定的閱讀分析電氣控制電路能力的基礎(chǔ)上進行的，容易為初學(xué)者所掌握，在電氣設(shè)計中被普遍采用；其缺點是設(shè)計出的方案不一定是最佳方案，當(dāng)經(jīng)驗不足或考慮不周全時會影響線路工作的可靠性。應(yīng)反復(fù)審核電路工作情況，有條件時還應(yīng)進行模擬試驗，發(fā)現(xiàn)問題及時修改，直到電路動作準(zhǔn)確無誤，滿足生產(chǎn)工藝要求為止。第二節(jié)電氣控制原理電路設(shè)計的方法與步驟

2、邏輯設(shè)計法邏輯設(shè)計法是利用邏輯代數(shù)來進行電路設(shè)計，從生產(chǎn)機械的拖動要求和工藝要求出發(fā)，將控制電路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電，觸點的閉合與斷開，主令電器的接通與斷開看成邏輯變量，根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯關(guān)系式來表達，然后再化簡，做出相應(yīng)的電路圖。邏輯設(shè)計法的優(yōu)點是能獲得理想、經(jīng)濟的方案，但這種方法設(shè)計難度較大，整個設(shè)計過程較復(fù)雜，還要涉及一些新概念，因此，在一般常規(guī)設(shè)計中，很少單獨采用。二、電氣原理圖設(shè)計的基本步驟（l）根據(jù)確定的拖動方案和控制方式設(shè)計系統(tǒng)的原理框圖。（2）設(shè)計出原理框圖中各個部分的具體電路。設(shè)計時按主電路、控制電路、輔助電路、聯(lián)鎖與保護、總體檢查反復(fù)修改與完善的先后順序進行。（3）繪制總原理圖。（4）恰當(dāng)選用電器元件，并制訂元器件明細表。

三、原理圖設(shè)計的一般要求

1、電氣控制原理應(yīng)滿足工藝的要求在設(shè)計之前必須對生產(chǎn)機械的工作性能、結(jié)構(gòu)特點和實際加工情況有充分的了解，并在此基礎(chǔ)上來考慮控制方式，起動、反向、制動及調(diào)速的要求，設(shè)置各種聯(lián)鎖及保護裝置。

2、控制電路電源種類與電壓數(shù)值的要求對于比較簡單的控制電路，而且電器元件不多時，往往直接采用交流380V或220V電源，不用控制電源變壓器。對于比較復(fù)雜的控制電路，應(yīng)采用控制電源變壓器，將控制電壓降到110V或48V、24V。這種方案對維修、操作以及電器元件的工作可靠均有利。對于操作比較頻繁的直流電力傳動的控制電路，常用220V或110V直流電源供電。直流電磁鐵及電磁離合器的控制電路，常采用24V直流電源供電。交流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種：

6V，24V，48V，110V（優(yōu)選值），220V，380V，50Hz。直流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種：

6V，12V，24V，48V，110V，220V。

（1）電器元件的工作要穩(wěn)定可靠，符合使用環(huán)境條件，并且動作時間的配合不致引起競爭。復(fù)雜控制電路中，在某一控制信號作用下，電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定狀態(tài)，常常有幾個電器元件的狀態(tài)同時變化，考慮到電器元件總有一定的動作時間，對時序電路來說，就會得到幾個不同的輸出狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為電路的“競爭”。而對于開關(guān)電路，由于電器元件的釋放延時作用，也會出現(xiàn)開關(guān)元件不按要求的邏輯功能輸出的可能性，這種現(xiàn)象稱為“冒險”。“競爭”與“冒險”現(xiàn)象都將造成控制電路不能按照要求動作，當(dāng)電器元件的動作時間可能影響到控制電路的動作時，需要用能精確反映元件動作時間及其互相配合的方法（如時間圖法）來準(zhǔn)確分析動作時間，從而保證電路正常工作。3、確保電氣控制電路工作的可靠性、安全性

電器元件圖形符號應(yīng)符合GB4728中的規(guī)定，繪制時要合理安排版面。例如，主電路一般安排在左面或上面，控制電路或輔助電路排在右面或下面，元器件目錄表安排在標(biāo)題上方。在實際連接時，應(yīng)注意以下幾點：

（2）電器元件的線圈和觸點的連接應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定①正確連接電器線圈。交流電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，即使是兩個同型號電壓線圈也不能采用串聯(lián)后，接在兩倍線圈額定電壓的交流電源上，以免電壓分配不均引起工作不可靠。*在直流控制電路中，對于電感較大的電器線圈，如電磁閥、電磁鐵或直流電機勵磁線圈等，不宜與同電壓等級的接觸器或中間繼電器直接并聯(lián)使用。如圖，當(dāng)觸點KM斷開時，電磁鐵YA線圈兩端產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動勢，加在中間繼電器KA的線圈上，造成KA的誤動作。為此在YA線圈兩端并聯(lián)放電電阻R，并在KA支路串入KM常開觸點，如圖b）就能可靠工作。②合理安排電器元件和觸點的位置。對于串聯(lián)回路，電器元件或觸點位置互換時，并不影響其工作原理，但在實際運行中，影響電路安全并關(guān)系到導(dǎo)線長短，如圖a）接法既不安全又浪費導(dǎo)線。因為行程開關(guān)SQ的常開和常閉觸點靠得很近，在觸點斷開時，由于電弧可能造成電源短路，很不安全，且這種接法SQ要引出四根導(dǎo)線，不合理，圖b）所示的接法較為合理，且只需引出3根導(dǎo)線。

③防止出現(xiàn)寄生電路。寄生電路是指在控制電路的動作過程中，意外出現(xiàn)不是由于誤操作而產(chǎn)生的接通電路。圖是一個具有指示燈和過載保護的電動機正反轉(zhuǎn)控制電路。正常工作時，能完成正反向起動、停止與信號指示。但當(dāng)FR動作斷開后，電路出現(xiàn)了如圖中虛線所示的寄生電路，使接觸器KM1不能可靠釋放而得不到過載保護。如果將FR觸點位置移到SB1上端就可避免產(chǎn)生寄生電路。④盡量減少連接導(dǎo)線的數(shù)量，縮短連接導(dǎo)線的長度。

⑤控制電路工作時，應(yīng)盡量減少通電電器的數(shù)量，以降低故障的可能性并節(jié)約電能。

⑥在電路中采用小容量的繼電器觸點來斷開或接通大容量接觸器線圈時，要分析觸點容量的大小，若不夠時，必須加大繼電器容量或增加中間繼電器，否則工作不可靠。

4、應(yīng)具有必要的保護環(huán)節(jié)控制電路在事故情況下，應(yīng)能保證操作人員、電氣設(shè)備、生產(chǎn)機械的安全，并能有效地制止事故的擴大。為此，在控制電路中應(yīng)采取一定的保護措施，必要時還可設(shè)置相應(yīng)的指示信號。

5、操作、維修方便控制電路應(yīng)從操作與維修人員的工作出發(fā)，力求操作簡單、維修方便。

6、控制電路力求簡單、經(jīng)濟在滿足工藝要求的前提下，控制電路應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)電氣控制環(huán)節(jié)和電路，縮減電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和盡可能選用相同型號的電器。

一、異步電動機起動、制動電阻的計算

1、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機起動電阻的計算繞線式異步電動機在起動時，為降低起動電流，增加起動轉(zhuǎn)矩，并獲得一定的調(diào)速范圍，常采用轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動方法，因此要確定外接電阻的級數(shù)和電阻的大小。電阻的級數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動就越小，控制電路也就越復(fù)雜。通常電阻級數(shù)可以根據(jù)表4-2來選取。下面介紹平衡短接法電阻阻值的計算。起動電阻級數(shù)確定后，轉(zhuǎn)子繞組中每相串聯(lián)的各級電阻值，可用下式計算：第三節(jié)

電控線路設(shè)計的主要參數(shù)計算和電器元件選擇

式中，n為各級起動電阻的序號，n=1且表示第一級，即最先被短接的電阻；m為起動電阻級數(shù)；

k為常數(shù)；r為最后被短接的那一級電阻值。

式中，s為電動機額定轉(zhuǎn)差率；E2為正常工作時電動機轉(zhuǎn)子電壓（V）；I2為正常工作時電動機轉(zhuǎn)子電流（A）。每相起動電阻的功率為：

I2s為轉(zhuǎn)子起動電流（A），取I2s＝1.5I2；R為每相的串聯(lián)電阻（Ω）。2、籠型異步電動機反接制動電阻的計算反接制動時，三相定子回路各相串聯(lián)的限流電阻R估算：

式中，Uφ為電動機定子繞組相電壓（V）；Is為全壓起動電流（A）；k為系數(shù)，當(dāng)最大反接制動電流Im＜Is肘，取k＝0.13；當(dāng)Im＜0.5Is時，取k＝1.5。k、r計算：

反接制動時，若僅在兩相定子繞組中串接限流電阻，選用電阻值是上述計算值的1.5

倍。制動電阻的功率為：

式中，IN為電動機額定電流；R為每一相串接的限流電阻值。根據(jù)制動頻繁程度適當(dāng)選取前面系數(shù)。

二、籠型異步電動機能耗制動參數(shù)1、能耗制動直流電流與電壓的計算直流電流越大，制動效果越好，但過大的電流引起繞組發(fā)熱，能耗增加，且當(dāng)磁飽和后對制動轉(zhuǎn)矩的提高也不明顯，通常制動直流電流Id按下式或

I0為電動機空載電流；IN為電動機額定電流。制動時，直流電壓Ud為：

R為兩相串聯(lián)定子繞組的冷電阻

2、整流變壓器參數(shù)計算（1）變壓器二次交流電壓（2）變壓器容量

由于變壓器僅在能耗制動時工作，所以容量允許比長期工作時小。根據(jù)制動頻繁程度，取計算容量的0.25~0.5倍。三、控制變壓器的選用控制變壓器一般用于降低控制電路或輔助電路電壓，以保證控制電路安全性和可靠性。選擇控制變壓器的原則為：（l）控制變壓器一、二次側(cè)電壓應(yīng)與交流電源電壓、控制電路電壓與輔助電路電壓要求相符。（2）應(yīng)保證變壓器二次側(cè)的交流電磁器件在起動時能可靠的吸合。（3）電路正常運行時，變壓器溫升不應(yīng)超過允許溫升。

（4）控制變壓器容量的近似算式：

式中，S為控制變壓器容量（VA）；S1為電磁器件的吸持功率（VA）；S2為接觸器、繼電器起動功率（VA）；S3為電磁鐵起動功率（VA）；K為電磁鐵工作行程L與額定行程LN之比的修正系數(shù)。當(dāng)L/LN＝0.5-0.8時，K＝0.7-0.8；當(dāng)L/LN=0.85-0.9時，K＝0.85-0.95；當(dāng)L/LN＝0.9以上時，K=1。滿足上式時，可以保證電器元件的正常工作。式中系數(shù)0.25和0.125為經(jīng)驗數(shù)據(jù)，當(dāng)電磁鐵額定行程小于15mm，額定吸力小于15牛時，系數(shù)0.125修正為0.25。系數(shù)0.6表示在電壓降至60%時，已吸合的電器仍能可靠地保持吸合狀態(tài)?？刂谱儔浩饕部砂撮L期運行的溫升來考慮，這時變壓器容量應(yīng)大于或等于最大工作負(fù)荷的功率，即

式中，S1為電磁器件吸持功率（VA）；K1為變壓器容量的儲備系數(shù)，一般K1取1.l-1.25。控制變壓器容量也可按下式計算式中的S、S1、S2同前式。四、接觸器的選用不同的使用場合及控制對象，接觸器的操作條件與工作繁重程度也不同。為盡可能經(jīng)濟正確地使用接觸器，必須對控制對象的工作情況及接觸器的性能有較全面的了解，不能僅看產(chǎn)品的銘牌數(shù)據(jù)，因接觸器銘牌上所標(biāo)定的電壓、電流、控制功率等參數(shù)均為某一使用條件下的額定值，選用時應(yīng)根據(jù)具體使用條件正確選擇。（1）根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)來選擇所使用的接觸器類別。接觸器的觸頭數(shù)量、種類等應(yīng)滿足控制線路的要求。（2）根據(jù)接觸器控制對象的工作參數(shù)（如工作電壓、工作電流、控制功率、操作頻率、工作制等）確定接觸器的容量等級。（3）根據(jù)控制回路電壓決定接觸器線圈電壓。（4）對于特殊環(huán)境條件下工作的接觸器應(yīng)選用特定的產(chǎn)品。

（－）交流接觸器的選用交流接觸器控制的負(fù)載可分為電動機負(fù)載和非電動機類負(fù)載（如電熱設(shè)備、照明裝置、電容器、電焊機等）。

1、

電動機負(fù)載時的選用

把電動機的負(fù)載按輕重程度分為一般任務(wù)、重任務(wù)和特重任務(wù)三類。

（l）一般任務(wù)主要運行于間歇性使用類別，其操作頻率不高，用來控制籠型異步電動機或繞線轉(zhuǎn)子電動機，在達到一定轉(zhuǎn)速時斷開，并有少量的點動。這種任務(wù)在使用中所占的比例很大，并常與熱繼電器組成電磁起動器來滿足控制與保護的要求。屬于這一類的典型機械有：壓縮機、泵、通風(fēng)機、升降機、傳送帶、電梯、攪拌機、離心機、空調(diào)機、沖床、剪床等。選配接觸器時，只要使選用接觸器的額定電壓和額定電流等于或稍大于電動機的額定電壓和額定電流即可，通常選用CJ10系列。

（2）重任務(wù)主要運行于包括間歇性和正常運行的混合類別，平均操作頻率可達100次／h或以上，用以起動籠型或繞線轉(zhuǎn)子電動機，并常有點動、反接制動、反向和低速時斷開。屬于這一類的典型機械有：車床、鉆床、銑床、磨床、升降設(shè)備、軋機輔助設(shè)備等。在這類設(shè)備的控制中，電動機功率一般在20kW以下，因此選用CJ10Z系列重任務(wù)交流接觸器較為合適。為保證電壽命能滿足要求，有時可降容來提高電壽命。當(dāng)電動機功率超過20kW時，則應(yīng)選用CJ20系列。對于中大容量繞線轉(zhuǎn)子電動機，則可選用CJ12系列。（3）特重任務(wù)主要運行于幾乎長期運行的類別，操作頻率可達600~1200次/h，個別的甚至達3000次/h，用于籠型或繞線轉(zhuǎn)子電動機的頻繁點動、反接制動和可逆運行。屬于這一類的典型設(shè)備有：印刷機、拉絲機、鏜床、港口起重設(shè)備、軋鋼輔助設(shè)備等。選用接觸器時一定要使其電壽命滿足使用要求。對于已按重任務(wù)設(shè)計的CJ10Z等系列接觸器可按電壽命選用，電壽命可按與分?jǐn)嚯娏髌椒匠煞幢鹊年P(guān)系推算。有時，粗略按電動機的起動電流作為接觸器的額定使用電流來選用接觸器，便可得到較高的電壽命。由于控制容量大，常可選用CI12系列。

有時為了減少維護時間和頻繁操作帶來的噪聲，可考慮選用晶閘管交流接觸器。

交流接觸器的主要參數(shù)是：主觸頭額定電流、額定電壓及線圈控制電壓。一般來說，接觸器主觸頭的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓。主觸頭的額定電流應(yīng)等于或稍大于實際負(fù)載額定電流。對于電動機負(fù)載，下面經(jīng)驗公式也可以使用：

式中，PN(kW)、UN(V)分別為受控電動機的額定功率、額定（線）電壓，k為經(jīng)驗系數(shù)，一般取1～1.4。查閱每種系列接觸器與可控制電動機容量的對應(yīng)表也是選擇交流接觸器額定電流的有效方法。接觸器吸引線圈的電壓值應(yīng)取控制電路的電壓等級。

2、非電動機負(fù)載時的選用非電動機負(fù)載有電阻爐、電容器、變壓器、照明裝置等。選用接觸器時，除考慮接觸器接通容量外，還要考慮使用中可能出現(xiàn)的過電流。（二）直流接觸器的選用直流接觸器主要用于控制直流電動機和電磁鐵。

1、控制直流電動機時的選用首先弄清電動機實際運行的主要技術(shù)參數(shù)。接觸器的額定電壓、額定電流（或額定控制功率）均不得低于電動機的相應(yīng)值。當(dāng)用于反復(fù)短時工作制或短時工作制時，接觸器的額定發(fā)熱電流應(yīng)不低于電動機實際運行的等效有效電流，接觸器的額定操作頻率也不應(yīng)低于電動機實際運行的操作頻率。然后根據(jù)電動機的使用類別，選擇相應(yīng)使用類別的接觸器系列。

2、控制直流電磁鐵時的選用控制直流電磁鐵時，應(yīng)根據(jù)額定電壓、額定電流、通電持續(xù)率和時間常數(shù)等主要技術(shù)參數(shù)，選用合適的直流接觸器。

1、類型的選用

繼電器的類型及用途可查表。首先按被控制或被保護對象的工作要求來選擇繼電器的種類，然后根據(jù)靈敏度或精度要求來選擇適當(dāng)?shù)南盗?。如時間繼電器有直流電磁式、交流電磁式（氣囊結(jié)構(gòu)）、電動式、晶體管式等，可根據(jù)系統(tǒng)對延時精度、延時范圍、操作電源要求等綜合考慮選用。

2、使用環(huán)境的選用繼電器選用時應(yīng)考慮繼電器安裝地點的周圍環(huán)境溫度、海拔高度、相對溫度、污染等級及沖擊、振動等條件，確定繼電器的結(jié)構(gòu)特征和防護類別。如繼電器用于塵埃較多場所時，應(yīng)選用帶罩殼的全封閉式繼電器，如用于濕熱帶地區(qū)時，應(yīng)選用濕熱帶型（TH），以保證繼電器正常而可靠地工作。

3、使用類別的選用繼電器的典型用途是控制交、直流接觸器的線圈等。對應(yīng)的繼電器應(yīng)按使用類別選用。五、電磁式控制繼電器的選用

4、額定工作電壓、額定工作電流的選用

繼電器在相應(yīng)使用類別下觸點的額定工作電流和額定工作電壓表征繼電器觸點所能切換電路的能力。選用時，繼電器的最高工作電壓可為該繼電器的額定絕緣電壓。繼電器的最高工作電流一般應(yīng)小于該繼電器的額定發(fā)熱電流。通常一個系列的繼電器規(guī)定了幾個額定工作電壓，同時列出相應(yīng)的額定工作電流（或控制功率）。選用電壓線圈的電流種類和額定電壓值時，應(yīng)注意與系統(tǒng)要求一致。

5、工作制的選用

繼電器一般適用于8h工作制（間斷長期工作制）、反復(fù)短時工作制和短時工作制。工作制不同對繼電器的過載能力要求也不同。當(dāng)交流電壓（或中間）繼電器用于反復(fù)短時工作制時，由于吸合時有較大的起動電流，因此其負(fù)擔(dān)比長期工作制時重，選用時應(yīng)充分考慮此類情況，使用中實際操作頻率應(yīng)低于額定操作頻率。1、原則上按被保護電動機的額定電流選取熱繼電器。根據(jù)電動機實際負(fù)載選取熱繼電器的整定電流值為電動機額定電流的0.95~1.05倍。對于過載能力較差的電動機，選取熱繼電器的額定電流為電動機額定電流的60%~80%。

2、對于長期工作或間斷長期工作制的電動機，必須保證熱繼電器在電動機的起動過程中不致誤動作。以在6倍額定電流下，起動時間不超過6秒的電動機所需的熱繼電器按電動機的額定電流來選取。

3、用熱繼電器作斷相保護時的選用。對于星型接法的電動機，只要選用正確、調(diào)整合理，使用一般不帶斷相保護的三相熱繼電器也能反映一相斷線后的過載情況。對于三角形接法的電動機，一相斷線后，流過熱繼電器的電流與流過電動機繞組的電流其增加比例是不同的，這時應(yīng)選用帶有斷相保護裝置的熱繼電器。

4、三相與兩相熱繼電器的選用。一般故障情況下，兩相熱繼電器與三相熱繼電器具有相同的保護效果。但在電動機定子繞組一相斷線、多臺電動機的功率差別比較顯著、電源電壓不平衡等情況下不宜選用兩相熱繼。六、熱繼電器的選用

1、熔斷器類型與額定電壓的選擇根據(jù)負(fù)載保護特性和短路電流大小、各類熔斷器的適用范圍來選用熔斷器的類型。根據(jù)被保護電路的電壓來選擇額定電壓。

2、熔體與熔斷器額定電流的確定熔體額定電流大小與負(fù)載大小、負(fù)載性質(zhì)密切相關(guān)。對于負(fù)載平穩(wěn)、無沖擊電流，如照明電路、電熱電路可按負(fù)載電流大小來確定熔體的額定電流。對于籠型異步電動機，其熔斷器熔體額定電流如第一章所述，為：單臺電動機

七、熔斷器選擇

如多臺電動機共用一個熔斷器保護

輕載起動及起動時間較短時，式中系數(shù)取l.5，重載起動及起動時間較長時，式中系數(shù)取2.5。熔斷器的額定電流按大于或等于熔體額定電流來選擇。

3、校核保護特性對上述選定的熔斷器類型及熔體額定電流，還必須校核熔斷器的保護特性曲線是否與保護對象的過載特性有良好的配合，使在整個范圍內(nèi)獲得可靠的保護。同時，熔斷器的極限分段能力應(yīng)大于或等于所保護電路可能出現(xiàn)的短路電流值，這樣才能得到可靠的短路保護。

4、熔斷器的上下級的配合為滿足選擇性保護的要求，應(yīng)注意熔斷器上下級之間的配合，一般要求上一級熔斷器的熔斷時間至少是下一級的3倍，不然將會發(fā)生越級動作，擴大停電范圍。為此，當(dāng)上下級采用同一型號的熔斷器時，